[发明专利]一种石墨烯/WO3/Ag复合光催化薄膜的制备

说明书

一种石墨烯/WO₃/Ag复合光催化薄膜的制备，将铜箔放进石英管中使铜箔上产生一层石墨烯薄膜；将聚甲基丙烯酸甲酯溶液旋涂在石墨烯薄膜表面放置于FeCl3溶液中,旋涂PMMA后再置于丙酮中，最终得到石墨烯薄膜；将偏钨酸铵加入到适量蒸馏水中得到溶液A，向溶液A中加入聚丙烯酸、亚甲基双丙烯酰胺，将得到的前驱体溶胶A置于烘干箱中烘干研磨，得到WO₃纳米粉体；将WO₃纳米粉体加入到异丁醇中得到溶胶B，将得到溶胶B旋涂到附着有石墨烯的ITO导电玻璃上。在附有石墨烯/WO₃薄膜的ITO导电玻璃表面喷涂粘结剂，然后将其作为阳极沉淀电极，Ag靶作为阴极。在得到薄膜表面喷洒无水乙醇，得到石墨烯/WO₃/Ag复合光催化薄膜，本发明不需要对粉体进行分离、回收操作，使用更加方便。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备以及多组分功能薄膜制备技术领域，特别涉及一种石墨烯/WO₃/Ag复合光催化薄膜的制备。

背景技术

随着经济的不断发展，人类社会对能源的需求量越来越大。目前，虽然人类在新能源开发领域已经取得了一定的进展，但就总体而言，还未能实现大规模推广，这一局限就迫使我们必须加大对石油、煤炭等不可再生能源的开采利用。这些传统能源很好的维持了社会的日常运转，使其在使用过程中产生的废水、废气、废渣等有害物质造成了严重的环境污染，因此环境污染物的治理在当今社会尤为重要。

目前环境污染处理办法主要有化学法、生物降解法、光催化法。化学法是向污染物中投入化学药剂，通过中和、氧化还原等化学反应消除污染。这种方式简单、便于回收，但存在造成二次污染以及高成本等问题，所以需要慎用。生物降解法绿色环保，但是处理范围有限，对污染物的生化降解能力有一定要求，所以其应用性还有待提高。

光催化法，是一种直接利用太阳光降解有机污染物的方法，其成本较低、无二次污染、能耗低且易于操作，具有广阔的应用前景。

WO₃是一种禁带能小于3.0eV的半导体光催化材料，相较于传统的TiO2、ZnO等只能由紫外线激发进行光催化反应的材料，WO₃能够利用可见光进行反应，因此更具有发展潜力。但是它也存在一些问题，首先半导体材料的光子电子—空穴复合效率较高，不利于光催化反应的进行；其次单一的WO₃电子传输能力有限，并且对有机污染物吸附能力较弱，无法有效提高降解速率；另外，现有的WO₃以粉体形态居多，在使用后需要进行回收处理，较为不便。

因此，若将WO₃、石墨烯与金属Ag进行复合处理，制备成一种新型的多组分复合光催化薄膜，可以有效降低光子电子—空穴的复合效率，提高光催化活性，加快有机污染物降解，简化后续处理过程。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种石墨烯/WO₃/Ag复合光催化薄膜的制备方法，其具有更高的太阳光利用率、电子传输效率、吸附能力以及光催化活性。同时，与单纯的光催化粉体材料不同，本发明是一种薄膜材料，不需要对粉体进行分离、回收操作，使用更加方便。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种石墨烯/WO₃/Ag复合光催化薄膜的制备，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，石墨烯薄膜的制备：

将厚25μm的铜箔放进石英管中，抽真空，通入氢气5分钟将空气排净，然后加热到1000℃，保持氢气流速为2～6sccm，使气压恒定在40mTorr，保持一段时间；

待温度和压力稳定后，通入35～40sccm甲烷，总压强为500mTorr，保持一段时间；